русс | укр

Мови програмуванняВідео уроки php mysqlПаскальСіАсемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование


Linux Unix Алгоритмічні мови Архітектура мікроконтролерів Введення в розробку розподілених інформаційних систем Дискретна математика Інформаційне обслуговування користувачів Інформація та моделювання в управлінні виробництвом Комп'ютерна графіка Лекції


Методи та критерії виявлення хаосу в нелінійних системах за спостереженнями певної точки х в n-вимірному просторі за рівні проміжки часу: алгоритм Вольфа та Херста.


Дата додавання: 2014-05-22; переглядів: 735.


 

 

Методика дослідження нелінійної динаміки в економічних системах та процесах представляє собою 2 підходи. Перший – теоретичний. Тобто сюди можна віднести спроби на основі базових моделей теорії хаосу побудувати узагальнену модель, що враховує усі особливості функціонування економічної системи або процесу; розробку та теоретичне обґрунтування нових моделей, тестів критеріїв; побудова специфікацій моделей на основі обраної економічної теорії з наступним аналізом. Другий – експериментальний підхід. Метою його є побудова моделі прогнозування для отримання короткострокового чи довгострокового прогнозу без заданої математичної моделі, а лише за даними спостережень – часового ряду.

 

Формальним критерієм перевірки регресії на лінійність є:

 

1. BDS-тест.

Це варіант кореляційної розмірності, що в основному вимірює статистичну значимість обчисленої кореляційної розмірності. Він дозволяє відрізнити випадкові системи від детермінованого хаосу чи від нелінійних стохастичних систем. Одначе, він не може відрізнити нелінійну детерміновану систему і нелінійну стохастичну систему. BDS-статистика w є нормально розподіленою: , де

- стандартне відхилення кореляційних інтегралів;

Т – число спостережень; Е- відстань; N – фазова розмірність;

СN – кореляційний інтеграл розмірності N.

Коли BDS-статистика w більша 2.0, то можна з 95% впевненістю відхилити нульову гіпотезу, згідно якої система, що вивчається, є випадковою. Якщо w більше 3.0, то ми можемо відхилити цю теорію з 99% впевненістю. Але BDS-тест знайде лінійну, так же як і нелінійну залежність в даних. Тому для цього дослідження необхідно взяти AR(1)-різниці. Крім того, подібно до R\S-аналізу,залежність може бути стохастичною (як процес Херста чи GARCH), чи вона може бути детермінованою (як хаос).

2. Проведення тесту залишків Брока.

Цей тест ґрунтується на чудовій властивості хаотичних часових рядів – інваріантності до лінійних перетворень. Якщо провести лінійне перетворення хаотичних даних, тоді обидва: і вихідний і трансформований ряди будуть мати одну і ту ж саму кореляційну розмірність та однакові показники Ляпунова. Якщо обчислені оцінки кореляційної розмірності і показників Ляпунова для перетвореного ряду істотно відрізняються, тоді гіпотеза про детермінований хаос відхиляється.

3. Проведення тасуючої діагностики.

Якщо ряд не містить якої-небудь нелінійної структури та породжується випадковим процесом, тоді тасування ряду шляхом вибору та переміщення його елементів створить новий ряд з оцінкою розмірності, аналогічній оцінці для вихідного ряду. Якщо, однак, ряд містить нелінійну структуру, процес тасування порушить її. У цьому випадку оцінка кореляційної розмірності тасованого ряду буде значно більше ніж оцінка розмірності вихідного ряду.

4. Графічний тест Гілмора.

Графічний тест хаосу, запропонований Гілмором, виявляє нестійкі періодичні орбіти, укладені в дивному аттракторі. Для того, щоб виявити ці області ”тісного повернення” у множині даних, потрібно побудувати спеціальним чином розфарбований графік. Обчислюються всі різниці . Якщо різниця менше, ніж , то це позначається на графіку чорними кольорами, якщо більше, ніж , то це позначається білим кольором.

5. К-ентропія Колмогорова.

Значення її визначається в такий спосіб:

Якщо , то можна припустити наявність детермінованого хаосу в поводженні системи.

6. Визначення показника Херста.

7. Знаходження найбільшого показника Ляпунова, який характеризує чи є чутлива залежність від початкових умов та чи присутній в системі дивний аттрактор.

 

Розглянемо докладніше алгоритм Вольфа та Херста.

 


<== попередня лекція | наступна лекція ==>
 | 


Онлайн система числення Калькулятор онлайн звичайний Науковий калькулятор онлайн